DE2365457A1 - Lignin and cellulose recovery from oat husks - by digestion, methanol or acetone washing, concn and alkali chlorite or hydroxide treatment - Google Patents

Lignin and cellulose recovery from oat husks - by digestion, methanol or acetone washing, concn and alkali chlorite or hydroxide treatment

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DE2365457A1
DE2365457A1 DE2365457*A DE2365457A DE2365457A1 DE 2365457 A1 DE2365457 A1 DE 2365457A1 DE 2365457 A DE2365457 A DE 2365457A DE 2365457 A1 DE2365457 A1 DE 2365457A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H6/00Macromolecular compounds derived from lignin, e.g. tannins, humic acids
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials

Abstract

Lignin and cellulose are extd. from oat husks by (a) MeOH- or acetone- washing of the solid residue obtd. by digestion of oat husks in a 2-step process: (1) with alkali hydroxide or chlorite and (2) with inorganic acid, and concentrating the soln. to recover lignin, (b) treating solid residue from (a) with a dilute, alkali chlorite soln. having basic pH or at 88-95 degrees C with dilute alkali lye, opt. with addn. of H2O2. The thermoplastic, reactive lignin obtd. can be used as raw matl. for dyes and pesticides. Cellulose can be powdered and used, inter alia, as food, cellulose. Process allows complete utilisation of starting matl. In 1st step, AcOH is dissociated, crystallisation-inhibiting N-cpds. are dissolved, pentosans are not attackd. Cellulose is obtd. at water bath temps. in >70% yield.

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dr. Ing. Walter Abitz 20# Septembe.r 1974Dr. Ing.Walter Abitz 20 # Septem be.r 1974

Dr. Dieter F. Morf P 3-A Dr. Dieter F. Morf P 3 - A

Dr. Hans-Α. Brauns 2365457 Dr. Hans-Α. Brauns 2365457

8 München 86, Pienzenaueratr. 28. £· O O 0 H O /8 Munich 86, Pienzenaueratr. 28. £ OO 0 HO /

P 23 58 i*72. 7-1Jl TR.A.P 23 58 i * 72. 7- 1 year TR.A.

SÜD-CHEMIE A.G. 8 München 2, Lenbachplatz 6SÜD-CHEMIE A.G. 8 Munich 2, Lenbachplatz 6

Verfahren zur Gewinnung von Lignin und Zellstoff ausProcess for the extraction of lignin and pulp from

HaferschalenOat shells

D-(+)-Xylose und ihr Hydrierungsprodukt, der Xylit, haben eine nicht unerhebliche technische Bedeutung. Xylose kann z.B. in der Nahrungsmittelindustrie für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, während Xylit sich als ein.sehr gutes Süssungsmittel für Diabetiker erwiesen hat. Als Ausgangsmaterial für die technische Herstellung von Xylose werden fast nur Laubholzarten, wie Buche und Kastanie, benutzt. Die Ausbeuten liegen bei 10 - 12 % (vgl. z.B.* DT-PS 912 M40). Ein erheblicher Nachteil dieser Verfahren besteht darin, dass die verbleibende Holzsubstanz, das sogenannte Cellolignin, bisher keiner brauchbaren technischen · Verwendung zugeführt werden konnte. /D - (+) - xylose and its hydrogenation product, xylitol, are of considerable technical importance. Xylose can be used for various purposes in the food industry, for example, while xylitol has proven to be a very good sweetener for diabetics. Almost only hardwood species such as beech and chestnut are used as the starting material for the technical production of xylose. The yields are 10-12 % (cf., for example, * DT-PS 912 M40). A considerable disadvantage of this process is that the remaining wood substance, the so-called cellolignin, has not previously been able to be put to any useful technical use. /

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Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Verfahren, das einmal die vollständige Ausnutzung des Ausgangsmaterials gestattet.There is therefore a need for a process that once makes full use of the starting material allowed.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Lignin und Zellstoff aus Haferschalen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man (a) den festen Rückstand, der durch Aufschluss von Haferschalen in einer ersten Stufe mit Alkalihydroxid oder -chlorit und in einer zweiten Stufe mit Mineralsäure erhältlich ist, mit Methanol oder Aceton wäscht und die Lösung zur Gewinnung von Lignin einengt, (b) den festen Rückstand von Stufe (a) mit verdünnter, einen basischen pH-Wert aufweisender Alkalichloritlösung oder bei ungefähr 88 - 95 0C'mit verdünnter Alkalilauge, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserstoffperoxid, behandelt.The invention relates to a process for obtaining lignin and cellulose from oat shells, which is characterized in that (a) the solid residue obtained by digesting oat shells in a first stage with alkali hydroxide or chlorite and in a second stage with mineral acid is available, washes with methanol or acetone and the solution is concentrated to obtain lignin, (b) the solid residue from stage (a) with dilute, a basic pH having alkali metal chlorite solution or at about 88-95 0 C 'with dilute alkali , optionally with the addition of hydrogen peroxide, treated.

Der erfindungsgemäss eingesetzte feste Rückstand kann durch ein zweistufiges Aufschlussverfahren erhalten werden, das nachfolgend beschrieben wird.The solid residue used according to the invention can can be obtained by a two-step digestion process, which is described below.

In der ersten Stufe schliesst man Haferschalen mit Alkalihydroxid oder -chlorit auf, daran anschliessend in der zweiten Stufe mit Mineralsäure. Hierdurch werden die Hemicellulosen mindestens teilweise entfernt.In the first stage, oat shells are opened with alkali hydroxide or chlorite, then in the second stage with mineral acid. This at least partially removes the hemicelluloses.

Durch die Verwendung von Alkalihydroxid oder -chlorit in der ersten Stufe des .Aufschlussverfahrens wird die in den Haferschalen vorhandene, gebundene Essigsäure abgespalten. Ausserdem gehen die kristallisationshemmenden stickstoffhaltigen Stoffe sowie andere Begleitstoffe, über deren Natur noch nichts bekannt ists in Lösung, während das Pentosan von dem Alkalihydroxid oder -chlorit nicht angegriffen wird. Die Essigsäure kann abdestilliert und9 fallsBy using alkali hydroxide or chlorite in the first stage of the digestion process, the bound acetic acid present in the oat shells is split off. Also receiving the crystallization inhibitors nitrogenous substances and other impurities, whose nature nothing is yet known s in solution, while the pentosan from the alkali metal hydroxide or -chlorit is not attacked. The acetic acid can be distilled off and 9 if

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gewünscht, aus dem Destillat durch Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel gewonnen werden.desired to be obtained from the distillate by extraction with a suitable solvent.

Wenn man in der ersten Stufe des AufschlussVerfahrens mit Alkalihydroxid arbeitet, so sind Natrium- und Kaliumhydroxid, besonders Natriumhydroxid, bevorzugt. Man kann z.B. in wässriger Lösung arbeiten. Wenn man bei Normaldruck arbeitet, so kann die Konzentration des Alkalihydroxids, bezogen auf Lösungsmittel + Alkalihydroxid, z.B. 0,6 - 4 Gew.-? betragen. Der bevorzugte Konzentrationsbereich beträgt 0,6 - 3, insbesondere 1-2 Gew.-?. Die Temperatur beträgt dabei 15 - 100 0C, vorzugsweise 25 - 60 C.If alkali hydroxide is used in the first stage of the digestion process, sodium and potassium hydroxide, especially sodium hydroxide, are preferred. You can work in aqueous solution, for example. If you work at normal pressure, the concentration of the alkali hydroxide, based on solvent + alkali hydroxide, for example 0.6-4 wt. be. The preferred concentration range is 0.6-3, in particular 1-2% by weight. The temperature is 15-100 ° C., preferably 25-60 ° C.

l,2-?ige wässrige NaOH löst beispielsweise bei Raumtemperatur fast 20 ? der Haferschalensubstanz, die Essigsäure wird abgespalten, der Rückstand enthält 50,5 ? Pentosan. 2-?ige NaOH löst bei 50 0C 38 % der Haferschalensubstanz, der Rückstand enthält 46,6 ? Pentosan, 3-?ige NaOH löst bei 50 0C 40 % Haferschalensubstanz, der Rückstand enthält 31 ? Pentosan und 4-?ige NaOH löst bei 60 0C ungefähr 45 ? Haferschalensubstanz und der Rückstand enthält 30 Pentosan.1.2% aqueous NaOH, for example, dissolves almost 20% at room temperature. the oat shell substance, the acetic acid is split off, the residue contains 50.5? Pentosan. 2% NaOH dissolves 38 % of the oat shell substance at 50 ° C., the residue contains 46.6%. Pentosan, 3-strength NaOH dissolves 40 % oat shell substance at 50 0 C, the residue contains 31? Pentosan and 4-? NaOH dissolved at 60 0 C for about 45? Oat shell substance and the residue contains 30 pentosan.

Arbeitet man unter Druck, so kann man z.B. mit Alkalihydroxid-Konzentrationen von 0,3 bis 1,5 Gew.-? arbeiten, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,0 Gew.-?. Die günstigste Konzentration ist dann 0,66 Gew.-?. Der Druck beträgt vorzugsweise bis 3 atü, die Temperatur vorzugsweise bis 125 C. Der Druck wird im allgemeinen autogen im Autoklaven erzeugt. Beim Arbeiten unter Druck mit O,66-?iger NaOH werden 25 - 27 ? störende Stoffe gelöst und der Rückstand enthält 50 % Pentosan.If you work under pressure, you can, for example, with alkali hydroxide concentrations of 0.3 to 1.5 wt. work, preferably between 0.5 and 1.0 wt. The most favorable concentration is then 0.66% by weight. The pressure is preferably up to 3 atm and the temperature is preferably up to 125 C. The pressure is generally generated autogenously in the autoclave. When working under pressure with 0.66% NaOH, 25 - 27? disruptive substances dissolved and the residue contains 50 % pentosan.

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Wenn man in der ersten Stufe des Aufschlussverfahrens mit Alkalichlorit aufschliessts so arbeitet man bevorzugt ebenfalls mit dem Kalium- oder Natriumsalz, besonders mit dem Natriumsalz. Die Konzentration des Chlorite im Lösungsmittel, das vorzugsweise Wasser ist, beträgt bis zu 10 Gew.-%> bevorzugt sind 2 bis 6 Gew.-%. Der pH-Wert des Reaktionsansatzes wird zu Beginn alkalisch eingestellt, vorzugsweise auf mindestens 11. Man arbeitet hierbei also im Gegensatz zu den üblichen Umsetzungen mit Alkalichlorit nicht schon zu Beginn mit einem sauren pH-Wert. Während des Aufschlusses geht der pH-Wert auf ungefähr H - 5 hinunter. Es wird ohne Druck gearbeitet, die Temperatur liegt bevorzugt zwischen 15 und 60, insbesondere zwischen 30 und 55 0C. Die Haferschalen verlieren ca. 11 % ihres Gewichtes, haben ein weiss-gelbliches Aussehen, die Essigsäure ist abgespalten und der Pentosangehalt des Rückstandes ist auf 49,8 % gestiegen. Da nur soviel NaClO, verbraucht wird, wie es der abgespaltenen Essigsäure entspricht, so kann die Reaktionslösung nach Ersatz des verbrauchten NaClOp, das immer im Überschuss vorhanden sein muss, einige Male wieder verwandt werden.If one digests in the first stage of the pulping process with Alkalichlorit s so it is preferred also works with the potassium or sodium salt, especially the sodium salt. The concentration of the chlorite in the solvent, which is preferably water, is up to 10% by weight > 2 to 6% by weight are preferred . The pH of the reaction mixture is adjusted to be alkaline at the beginning, preferably to at least 11. In contrast to the usual reactions with alkali metal chlorite, this is not carried out with an acidic pH at the beginning. During the digestion, the pH goes down to around H - 5. It is carried out without pressure, the temperature is preferably between 15 and 60, in particular between 30 and 55 ° C. The oat shells lose about 11 % of their weight, have a white-yellowish appearance, the acetic acid is split off and the pentosan content of the residue is increased to 49.8 % . Since only as much NaClO is consumed as corresponds to the acetic acid split off, the reaction solution can be reused a few times after replacing the used NaClOp, which must always be present in excess.

Die in der ersten Stufe des AufschlussVerfahrens behandelten Haferschalen werden nach Abtrennung der Essigsäure durch Filtration in an sich bekannter V/eise mit einer verdünnten Mineralsäure in einer zweiten Stufe bei erhöhter Temperatur mit oder ohne Druck aufgeschlossen.Those treated in the first stage of the digestion process After the acetic acid has been separated off by filtration, oat shells are diluted with a Mineral acid digested in a second stage at elevated temperature with or without pressure.

Man kann hierbei z.B. mit HpSO1,, HCl oder HBr arbeiten, z.B. in Wasser, vorzugsweise mit HpSO1,. Beim Arbeiten ohne Druck verwendet man vorzugsweise 1,5 - 6,0-gew.-?ige HCl oder HBr oder 1,5 - 6,0-vol.-#ige HpSO^ und ein Verhältnis von Flüssigkeit zu Feststoff von 3-6 Raumteilen. Die Temperatur ist erhöht und beträgt vorzugsweise 50 - 125 °C, man benötigt dann etwa 2 bis H Stunden für die zweite Stufe des Aufschlussverfahrens. You can, for example, work with HpSO 1 ,, HCl or HBr, for example in water, preferably with HpSO 1,. When working without pressure, it is preferable to use 1.5-6.0% by weight HCl or HBr or 1.5-6.0% by volume HpSO ^ and a ratio of liquid to solid of 3-6 Room sharing. The temperature is increased and is preferably 50-125 ° C, are then required about 2 to H hours for the second stage of the pulping process.

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Bei Arbeiten unter Druck verwendet man vorzugsweise einen Druck von bis zu 4 atü, insbesondere 1-3 atü, wobei die Temperatur vorzugsweise 125 - 135 °C beträgt. Die Säurekonzentration beträgt vorzugsweise 0,2 - 0,6 Gew.-Jt HCl oder HBr oder 0,2 - 0,6-vol.-?ige HpSOjj und das Verhältnis von Flüssigkeit zu Feststoff soll vor-, zugsweise von k : 1 bis 7 : 1 Volumen/Fest stoff gewicht betragen. Die benötigte Zeit beträgt ca. 1-2 Stunden.When working under pressure, a pressure of up to 4 atmospheres, in particular 1-3 atmospheres, is preferably used, the temperature preferably being 125-135.degree. The acid concentration is preferably 0.2-0.6% by weight of HCl or HBr or 0.2-0.6% by volume HpSOjj and the ratio of liquid to solid should preferably be from k : 1 to 7: 1 volume / solid weight. The time required is approx. 1-2 hours.

Nach Beendigung der zweiten Verfahrensstufe des AufschlussVerfahrens wird der Ansatz filtriert. Die Flüssigkeit kann zu Xylose oder unmittelbar zu Xylit verarbeitet werden. Hat man in zweiter Stufe mit Schwefelsäure gearbeitet, so kann man mit Calciumoxid, Calciumcarbonat oder bevorzugt mit Bariumcarbonat in der berechneten Menge neutralisieren. Man erhält dann nach Abtrennung des Niederschlages eine Xyloselösung, die man sofort zu Xylit reduzieren kann, während man bisher zur Entfernung von Essigsäure die Lösung eindicken oder über Ionenaustauscher leiten musste. Die Ausbeute an reiner Xylose beträgt bis zu 25 %, aus der Mutterlauge lassen sich noch weitere Xyloseanteile, und zwar bis zu 10 %, isolieren.After completion of the second process stage of the digestion process, the batch is filtered. The liquid can be processed into xylose or directly into xylitol. If you have worked with sulfuric acid in the second stage, you can neutralize with calcium oxide, calcium carbonate or preferably with barium carbonate in the calculated amount. After the precipitate has been separated off, a xylose solution is then obtained which can be immediately reduced to xylitol, whereas previously the solution had to be thickened or passed through an ion exchanger to remove acetic acid. The yield of pure xylose is up to 25 %; further xylose components, up to 10 %, can be isolated from the mother liquor.

Durch dieses Aufschluss verfahren werden in. den Haferschalen die Bindungen des Lignins mit den Polysacchariden gespalten, ohne dass das Lignin wie bei den bekannten Aufschlussverfahren eine weitere Polymerisation erleidet.Through this digestion process, the Bonds of the lignin with the polysaccharides are split without the lignin as in the known digestion process undergoes further polymerization.

Das Lignin kann.jetzt leicht in Stufe (a) des erfindungsgemässen Verfahrens aus dem Rückstand der Filtration der zweiten Stufe des Aufschlussverfahrens durch Waschen mit Methanol oder Aceton herausgelöst werdenj es fällt dann als gelblich-bräunliches Pulver an, das auch von verschiedenen anderen Lösungsmitteln gelöst wird. Die Substanz ist thermoplastisch und sehr reaktionsfähig, sie dient als Grundsubstanz für technisch brauchbare Produkte, wie Farbstoffe und Schädlingsbekämpfungsmittel. Durch Druckbehandlung mit Methanol können noch weitere Anteile Lignin in Lösung gebracht werden.The lignin can now easily be used in step (a) of the invention Process from the residue of filtration of the second stage of the digestion process by washing with methanol or acetone are then dissolved out as a yellowish-brownish powder, which is also obtained by various other solvents is resolved. The substance is thermoplastic and very reactive, it serves as a basic substance for technically useful products, such as dyes and pesticides. Further proportions of lignin can be dissolved in solution by pressure treatment with methanol to be brought.

Der nach der Methanol-Behandlung verbleibende Rückstand kann überraschenderweise in Stufe (b) bereits bei Wasserbadtemperatur (ca. 88 C bis 95 C) mit verdünnter Alkalilauge, vorzugsweiseSurprisingly, the residue remaining after the methanol treatment can already be used in step (b) at water bath temperature (approx. 88 C to 95 C) with dilute alkali, preferably

NaOH, z.B. mit 1 - 4-iiger NaOH, zu einem fast weissen Zellstoff aufgeschlossen werden, während sonst eine Druckkochung bis zu 180 0C erforderlich ist. Der Zellstoff entsteht in einer Ausbeute von ca, 70 % und kann durch kurzes, übliches Bleichen reinweiss erhalten werden.Are digested 4-iiger NaOH, to an almost white pulp, whereas otherwise a pressure boiling up to 180 0 C is necessary - NaOH, for example at 1. The pulp is produced in a yield of approx. 70 % and can be obtained pure white by brief, conventional bleaching.

Man kann den Rückstand auch statt mit Alkali mit Alkali und H2O2 behandeln.The residue can also be treated with alkali and H 2 O 2 instead of with alkali.

Eine dritte Möglichkeit der Durchführung der Stufe (b) ist die Behandlung des Rückstandes mit verdünnter Alkalichlorit-Lösung, insbesondere mit Natriumchlorit-Lösung. Hierbei arbeitet man im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, die im sauren Gebiet arbeiten, mit einer Alkalichlorit-Lösung, die .auf einen basischen pH-Wert, insbesondere auf einen pH-Wert von mindestens 11, eingestellt worden ist. In dieser Weise schliesst man den Rückstand sehr leicht auf, wobei man reinweissen, feinfaserigen Zellstoff in einer Ausbeute von ca. 85 % erhält. Dieser Zellstoff lässt sich leicht pulvern und kann unter anderem Verwendung als sogenannte Lebensmittelcellulose finden.A third possibility of carrying out step (b) is to treat the residue with dilute alkali metal chlorite solution, in particular with sodium chlorite solution. In contrast to the known processes which work in the acidic area, an alkali metal chlorite solution which has been adjusted to a basic pH value, in particular to a pH value of at least 11, is used here. The residue is very easily broken down in this way, pure white, fine-fibred cellulose being obtained in a yield of approx. 85 % . This cellulose can be easily pulverized and can be used, among other things, as so-called food cellulose.

Beispiel 1example 1

1 kg Haferschalen werden mit 4 1 1,2-Sfiger NaOH-Lösung unter öfterem Schütteln und Durcharbeiten 2k Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen, wobei der abnehmende Titer der Lösung verfolgt wird. Anschliessend wird über ein Filter abgesaugt und gut mit HpO gewaschen, bis die zuerst trübe durchgehende Lösung klar geworden ist. Eine Bestimmung des Rückstandes ergibt 50,5 % Xylose (Umrechnung des Pentosangehaltes auf die Pentose). Er ist ausserdem jetzt frei von Stickstoff. 1 kg of oat shells are left to stand for 2k hours at room temperature with 4 l of 1.2 Sfiger NaOH solution with frequent shaking and working through, the decreasing titer of the solution being monitored. It is then filtered off with suction and washed well with HpO until the initially cloudy solution has become clear. A determination of the residue gives 50.5 % xylose (conversion of the pentosan content to the pentose). It is also now nitrogen-free.

Das Filtrat wird mit Schwefelsäure angesäuert und aus dem Destillat die Essigsäure bestimmt, es wird ein Gehalt der Haferschalen von 5,8 bis 6 % Essigsäure festgestellt.The filtrate is acidified with sulfuric acid and the acetic acid is determined from the distillate; the oat shells have a content of 5.8 to 6 % acetic acid.

300 g (berechnet auf Trockensubstanz) des Rückstandes werden mit 1,2 1 3 vol.-#iger H3SO11 versetzt, wobei die Flüssigkeit300 g (calculated on dry matter) of the residue are mixed with 1.2 l 3 vol .- # iger H 3 SO 11 , whereby the liquid

- 6 509822/102^ - 6 509822/102 ^

OHfGfNAL /NSPECTEDOHfGfNAL / NSPECTED

ρ 3-a 2365<fb7ρ 3-a 2365 <fb7

vollkommen aufgesaugt wird. Anschliessend wird unter Rückfluss im ölbad 2 Stunden auf 120 - 125°C erhitzt, wobei die Masse bald beweglich wird. Nach dem Absaugen und guten Abpressen wird mit Wasser nachgewaschen, das Piltrat ist braungelb und scheidet beim Stehenlassen etwas Bodensatz ab, deshalb wird mit Kieselgur geklärt und mit Aktivkohle entfärbt, wobei die Lösung einen grünlich-gelblichen Stich behält, sie wird mit der berechneten Menge BaCO- neutralisiert und im Vakuum bei 45 C zum leichten Sirup eingeengt. Nach dem Impfen und Stehenlassen in der Kälte tritt Kristallisation ein. Die abgesaugten Kristalle werden kurz«mit 85-$igem Methanol gewaschen. Man erhält reine . Xylose in einer Ausbeute von 75»5 g. Weitere Anteile werden aus der Mutterlauge durch Fraktionierung mit Methanol und Isopropanol in einer Menge von ca. 15 g isoliert.is completely absorbed. The mixture is then heated to 120-125 ° C. under reflux in an oil bath for 2 hours, the mass soon becomes mobile. After vacuuming and pressing well, it is washed with water, the piltrate is brown-yellow and separates when left to stand some sediment is deposited, therefore it is clarified with kieselguhr and decolorized with activated charcoal, whereby the solution retains a greenish-yellowish tinge, it is neutralized with the calculated amount of BaCO- and in a vacuum at 45 ° C concentrated to a light syrup. Crystallization occurs after inoculation and standing in the cold. The extracted crystals are briefly washed with 85% methanol. You get pure. Xylose in a yield of 75 »5 g. Further shares will be from the mother liquor by fractionation with methanol and isopropanol isolated in an amount of about 15 g.

Die so verbleibende Mutterlauge stellt noch ein Gemisch von D-Xylose, L-Arabinose und Glucose dar, deren Trennung schwierig ist.The mother liquor remaining in this way is still a mixture of D-xylose, L-arabinose and glucose, which are difficult to separate.

Das Destillat enthält, wie zu erwarten war, keine Essigsäure mehr.As expected, the distillate no longer contains acetic acid.

Um festzustellen, welche XyIοsemengen während des Hydrolysenprozesses in Furfurol übergegangen waren, wird eine Bestimmung des Destillates mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin durchgeführt, sie zeigt, dass etwa 1,5 % der entstandenen Xylose weiter zu Furfurol reagiert hatten.In order to determine which amounts of xylose had passed into furfural during the hydrolysis process, a determination of the distillate is carried out with 2,4-dinitrophenylhydrazine; it shows that about 1.5 % of the xylose formed had further reacted to form furfural.

Der Hydrolysenrückstand wird mit Methanol gewaschen bis dieses farblos abläuft und besitzt dann ein Gewicht von l60,l g mit noch 12,1 % Pentosan, so dass also ca. 124 g dieses Stoffes in die Hydrolysenflüssigkeit gegangen sind. Das braungelbe Methanol-The hydrolysis residue is washed with methanol until it runs colorless and then has a weight of 160.1 g with 12.1 % pentosan, so that about 124 g of this substance have gone into the hydrolysis liquid. The brownish yellow methanol

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

filtrat, welches noch vom feuchten .Hydrolysenrückstand her HpO-haltig ist, vrird eingeöunstet t wobei das Lignin nach Verdampfen des Methanols ausfallt und abgesaugt wird. Das wässrige Filtrat enthält noch Reste an Xylose und kann aufgearbeitet werden.filtrate, which is HPO sustainably still moist from .Hydrolysenrückstand forth vrird eingeöunstet t where the lignin after evaporation of the methanol, precipitates and is filtered off. The aqueous filtrate still contains residues of xylose and can be worked up.

Zwecks Gewinnung von Zellstoff werden 150 g dieses Rückstandes mit 20-5Og 80-#igem Natriumchlorit, das in 1,1J 1 H2O gelöst ist, ohne Ansäuern stehengelassen. Nach einiger Zeit quillt die Masse unter Entfärbung auf. Sie wird dann bei ca. H0° C gerührt, bis die Substanz hell-geworden ist. Anschliessend wird abgesaugt und mit HpO bis zum Verschwinden des ClOp-Geruches gewaschen und getrocknet.For the purpose of extraction of pulp, 150 g of this residue with 20-5Og 80- # sodium chlorite dissolved in 1, 1 J 1 H 2 O, left to stand without acidification. After a while, the mass swells with discoloration. It is then stirred at approx. H0 ° C until the substance has turned light. It is then filtered off with suction and washed with HpO until the ClOp odor disappears and dried.

Es hinterbleibt eine reinweisse, flockige Substanz, die sehr leicht zu mahlen ist, in einer Ausbeute von fast 90 %■. What remains is a pure white, flaky substance that is very easy to grind, with a yield of almost 90 %.

Weitere 100 g des mit Methanol behandelten Hydrolysenrückstandes werden mit 700 ecm 2-^iger NaOH 2 Stunden auf dem Wasserbad bei ca. 95°C erwärmt, durch eine Glasfritte gesaugt und mit HpO nachgewaschen, bis das zuerst dunkelbraune Piltrat farblos geworden ist. Die Reste von Alkali werden mit l-&iger Essigsäure entfernt.Another 100 g of the hydrolysis residue treated with methanol are treated with 700 ecm of 2-strength NaOH for 2 hours Heated water bath at approx. 95 ° C, sucked through a glass frit and washed with HpO until the first dark brown piltrate has become colorless. The residues of alkali are removed with acetic acid.

Es entsteht hier ebenfalls eine flockige, leicht bräunlich gefärbte Cellulose, die mit einem üblichen Bleichmittel sofort weiss wird. Die Ausbeute beträgt 70 %3 da durch die Lauge noch vorhandene Pentosananteile herausgelöst werden, was beim -" Auf Schluss nicht geschieht.A fluffy, slightly brownish colored cellulose is also produced here, which becomes immediately white with a common bleaching agent. The yield is 70 % 3 since the lye removes any pentosan components that are still present, which does not happen at the end of the process.

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B_g_i spiel 2B_g_i game 2

1 kg Haferschalen werden mit 6 1 O,66-$iger NaOH (kO g) innerhalb iiO Minuten auf i25°C bei OS9 bis I53 atQ erhitzt,, dann erkalten gelassen s mittels Faservlies abgesaugt und gut gewaschen. Der Rückstand beträgt ca. 750 g und enthält 48,5.Jf Pentosan.1 kg oat hulls are heated with 6 1 O, 66- $ NaOH (kO g) within iiO minutes at i25 ° C in O S 9 to I 5 3 ATQ ,, then allowed to cool s filtered off and washed well by means of non-woven fabric. The residue is approx. 750 g and contains 48.5% pentosan.

Werden die Haferschalen unter den gleichen Bedingungen nur bis 105 C im Autoklaven erhitzt s
876 g mit ca. 43 % Pentosan.
If the oat shells are only heated to 105 C in the autoclave under the same conditions s
876 g with approx. 43 % pentosan.

105 C im Autoklaven erhitzt,, ergibt sich ein Rückstand von105 C heated in the autoclave, results in a residue of

600 g dieses Rückstandes werden mit *l 1 HpO und 2k ecm konz. H2SO1J im Rührautoklav 90 Minuten bis 131I0C erhitzt., wobei ab 70° C gut gerührt werden kann. Nach dem Absaugen, Waschen mit H2O und Behandeln mit Methanol, beträgt der Rückstand 28337 g und besitzt nur noch 8,1 % Pentosan.600 g of this residue are concentrated with * l 1 HpO and 2k ecm. H 2 SO 1 J heated in a stirred autoclave for 90 minutes to 13 1 I 0 C., It can be stirred well from 70 ° C. After filtration with suction, washing with H 2 O and treating with methanol, the residue is 283 3 7 g and has only 8.1% pentosan.

Das saure PiLtrat wird mit der berechneten Menge BaCO, unter Rühren neutralisiert und mit Aktivkohle geklärt. Nach dem Eindunsten unter vermindertem Druck bei 45C zum leichten Sirup lassen sich ca.. 25 % reine Xylosekristalle isolieren, aus der Mutterlauge können noch weitere 6 % gewonnen werden.The acidic precipitate is neutralized with the calculated amount of BaCO, while stirring, and clarified with activated charcoal. After evaporation under reduced pressure at 45C to form a light syrup, approx. 25 % pure xylose crystals can be isolated, and a further 6 % can be obtained from the mother liquor.

100 g des mit Methanol behandelten Hydrolysenrückstandes werden mit 1 1 1,2 ^iger NaOH 1 Stunde bei 9O/92°C auf dem Wasserbad gerührt und nach dem Stehenlassen über Nacht durch eine Glasfritte gesaugt. Es wird mit heissem Wasser bis zum Verschwinden der Alkalität gewaschen und der Rückstand getrocknet. Er besteht aus weissem Zellstoff, dessen Methoxylgehalt bei etwa 0,5 bis 0,6 % liegt. Die Ausbeute beträgt etwa 73 g.100 g of the hydrolysis residue treated with methanol are stirred with 1 liter of 1.2% NaOH for 1 hour at 90/92 ° C. on a water bath and, after leaving to stand overnight, sucked through a glass frit. It is washed with hot water until the alkalinity has disappeared and the residue is dried. It consists of white cellulose with a methoxyl content of around 0.5 to 0.6 % . The yield is about 73 g.

5Ö9822A10245Ö9822A1024

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

P 23 58 472. ?-4i - TR.A« m% SÜD-CHEMIE A0G0 P 3-AP 23 58 472.? -4i - TR.A « m % SÜD-CHEMIE A 0 G 0 P 3-A PatentanspruchClaim Verfahren zur Gewinnung von Lignin und Zellstoff aus Haferschalen j, dadurch gekennzeichnet s dass man (a) den festen Rückstand,,der durch Aufschluss von Haferschalen in einer ersten Stufe mit Alkalihydroxid oder -chlorit und in einer zweiten Stufe mit Mineralsäure erhältlich ist3 mit Methanol oder Aceton wäscht und die Lösung zur Gewinnung von Lignin einengt, (b) den festen Rückstand von Stufe (a) mit verdünnters einen basischen pH-Wert aufweisenderA process for the recovery of lignin and cellulose from oat hulls j, characterized s that (a) the solid residue ,, is obtainable by digestion of oat hulls in a first stage with alkali hydroxide or -chlorit and in a second stage with a mineral acid 3 with methanol or acetone washes and the solution is concentrated to obtain lignin, (b) the solid residue from step (a) with dilute s having a basic pH Alkalichloritlösung oder bei ungefähr 88-95 C mit verdünnter Alkalilauge s gegebenenfalls unter Zusatz von Wasserstoffperoxids behandelt.Treated or alkali chlorite solution at about 88-95 C with dilute alkali metal hydroxide solution s optionally with the addition of hydrogen peroxide. 50982 271024 original inspected50982 271024 original inspected
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4038481A (en) * 1976-05-24 1977-07-26 Standard Brands Incorporated Method for treatment of corn hulls
US4239906A (en) 1979-06-07 1980-12-16 Standard Brands Incorporated Method for obtaining a purified cellulose product from corn hulls
EP0283589A1 (en) * 1987-01-27 1988-09-28 Opta Food Ingredients, Inc. Dietary fiber and method of making

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038481A (en) * 1976-05-24 1977-07-26 Standard Brands Incorporated Method for treatment of corn hulls
US4104463A (en) * 1976-05-24 1978-08-01 Standard Brands Incorporated Method for treatment of corn hulls
US4239906A (en) 1979-06-07 1980-12-16 Standard Brands Incorporated Method for obtaining a purified cellulose product from corn hulls
EP0283589A1 (en) * 1987-01-27 1988-09-28 Opta Food Ingredients, Inc. Dietary fiber and method of making

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